合鍛智能成形裝備助力中國核電

高溫氣冷堆核電站在美國被叫做“下一代核電廠”，具有不停機更換核燃料、安全性、發(fā)電效率高、用途廣泛等特點。由清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院牽頭承擔(dān)的國家中長期發(fā)展規(guī)劃重大專項之一——高溫氣冷堆核電站系統(tǒng)工程，其中的核心技術(shù)之一就是高溫堆核燃料元件生產(chǎn)技術(shù)，具有很高的技術(shù)要求，過去只有德國有能力制造，該課題也是我國全面形成高溫氣冷堆自主知識產(chǎn)權(quán)的一個難題。

用于高溫氣冷堆核電站系統(tǒng)工程中球形核燃料元件生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一——圓柱形專用液壓機在合鍛智能的研發(fā)成功，打破了國外在高溫氣冷堆核電站系統(tǒng)工程中核燃料元件生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)壟斷，填補了國內(nèi)空白，為我國的核電工業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻。

該專用液壓機生產(chǎn)線由圓柱形主機機身、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)等部分組成，已在用戶現(xiàn)場使用多年，整體運行平穩(wěn)可靠，并已配合機器人等自動化技術(shù)升級，實現(xiàn)了全線自動化生產(chǎn)。

該壓機機身結(jié)構(gòu)新穎，為圓柱形外觀，主要由倒置式主油缸、機身支架、工程缸、扁擔(dān)、上下沖頭、上下模腔等組成。倒置式主油缸為活塞缸結(jié)構(gòu)，缸體下端和支架相連，直接安裝在地面上；下沖頭安裝在活塞桿上端部，活塞桿上下運動帶動下沖頭一起運動，實現(xiàn)主噸位加壓及下沖頭泄壓、退回功能。機身支架通過螺釘和墊圈等固定安裝在主油缸缸體下部。下模腔套裝在機身支架內(nèi)壁，工程缸安裝在機身支架上端面，工程缸活塞桿端部和扁擔(dān)相連，兩個拉桿穿過機身支架和模腔連接在一起，上端和扁擔(dān)固定，工程缸活塞桿上下運動，可以帶動下模腔上下運動，實現(xiàn)上下模具貼合及下模腔退回功能。上沖頭安裝在機身支架內(nèi)上端部處，上模腔靠拉桿、螺母及彈簧等安裝在機身支架內(nèi)上端面處，上模腔內(nèi)圓和上沖頭外圓相配合，可以沿上沖頭外圓被動上下運動(下模腔上行到和上模腔貼合后拉動上模腔再上行一段距離，下模腔下行時，上模腔靠彈簧復(fù)位下行)。

機身支架前后開有方形操作窗口，供模具放入機身內(nèi)的模腔用，或?qū)⒛＞呷〕鲇?。機身支架外側(cè)套裝有安全防護網(wǎng)裝置，安全防護網(wǎng)設(shè)有操作把手，并設(shè)有限位開關(guān)燈，可以和壓機動作互鎖，保證操作人員安全。

液壓主動力系統(tǒng)放置在機身后側(cè)的動力柜內(nèi)，主要有油箱、油泵、電機、液壓控制本分、管路等組成。電氣系統(tǒng)有獨立的電氣控制柜、按鈕站等，按鈕站放置在機身旁邊，電氣控制柜放置在機身旁邊地面上，電氣柜柜門上設(shè)置有觸摸屏及各種選擇開關(guān)、操作按鈕等。機身旁的按鈕站及電氣柜柜門上設(shè)置有急停按鈕，以備安全緊急停機之用。因球形核燃料生產(chǎn)工藝的需要，本專用液壓機配備有抽真空系統(tǒng),抽真空系統(tǒng)裝置放置在油箱動力柜和機身之間的罩殼內(nèi)。

該圓柱形專用壓機采用最新設(shè)計理念，具有結(jié)構(gòu)新穎、性能穩(wěn)定、安全可靠、人性化操作方便等特點，整體布局簡潔明了，美觀大方，采用最新控制技術(shù)，達到國際水平。

在前期研制的單元件壓制成型設(shè)備的基礎(chǔ)上，合鍛智能與清華大學(xué)于近期又聯(lián)合研發(fā)出了的新型球形燃料元件多壓頭預(yù)壓體成型設(shè)備，可以實現(xiàn)六只預(yù)壓體元件同時成型，且可實現(xiàn)自動上下料，與前期設(shè)備比較生產(chǎn)效率提高了近10倍。新設(shè)備采用了伺服閥及蓄能器系統(tǒng)，壓力精度達到0.5%，壓制過程中壓力、速度等可實現(xiàn)分段編程控制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，大大降低了產(chǎn)品廢品率。